數(shù)據(jù)中心技術指標解讀

文/鐘景華（中國電子工程設計院有限公司）

鐘景華，中國電子工程設計院有限公司副總工程師，正高級工程師，國家注冊電氣工程師，享受國務院政府特殊津貼專家，北京《智能建筑與智慧城市》雜志社編委。

主持和參加了200余項電子工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等工程設計、標準規(guī)范和研究項目，特別是近年來主持完成了100余項大型數(shù)據(jù)中心項目的工程設計，技術水平達到同期、同類項目國內領先水平。

主編《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》等國家和行業(yè)標準規(guī)范；出版《新一代綠色數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與設計》等著作3部；獲得1項發(fā)明專利和2項實用新型專利。

摘要 “電子信息設備允許斷電持續(xù)時間” 是保證電子信息設備能否連續(xù)正常運行的關鍵指標，“主機房空氣粒子濃度” 是保證電子信息設備安全運行的重要指標，本文闡述了這兩個指標的出處和作用。

關鍵詞 數(shù)據(jù)中心；規(guī)范；技術指標；電子信息設備；斷電持續(xù)時間；空氣粒子濃度

數(shù)據(jù)中心是一切信息化的基礎，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、5G等信息化技術都依賴于數(shù)據(jù)中心的發(fā)展而發(fā)展。2017年，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》發(fā)布實施，推動了數(shù)據(jù)中心建設向著技術先進、安全適用、經(jīng)濟合理、節(jié)能環(huán)保的方向健康發(fā)展。為更好地理解《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》，本文就規(guī)范中規(guī)定的“電子信息設備允許斷電持續(xù)時間”和“主機房空氣粒子濃度”兩項技術指標進行解讀。

1 電子信息設備允許斷電持續(xù)時間

這個指標是保證電子信息設備能否連續(xù)正常運行的關鍵指標，電源中斷超過這個指標，電子信息設備將停止運行，將造成信息數(shù)據(jù)丟失等嚴重后果。關于電子信息設備允許斷電持續(xù)時間，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB50174-2017與原《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008有一點不同。

《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008關于電子信息設備允許斷電持續(xù)時間的要求，在附錄A中是根據(jù)不同等級的機房規(guī)定不同的允許斷電持續(xù)時間，見表1。

《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB50174-2017關于電子信息設備允許斷電持續(xù)時間的要求，在附錄A中取消了根據(jù)不同等級的數(shù)據(jù)中心有不同的規(guī)定，各級數(shù)據(jù)中心電子信息設備允許斷電持續(xù)時間都是一樣的，見表2。

取消根據(jù)不同等級的數(shù)據(jù)中心，電子信息設備允許斷電時間不同的原因：

無論什么等級的數(shù)據(jù)中心，其目的都是為電子信息設備提供運行環(huán)境。電子信息設備在生產過程中，并沒有因為今后是用于不同等級的數(shù)據(jù)中心而有不同的生產標準，關于電子信息設備允許斷電持續(xù)時間的標準，各電子信息設備生產廠基本都是依據(jù)美國計算機和商業(yè)設備制造商協(xié)會（CBMEA）對電子信息設備提出的技術要求進行生產，具體要求見圖1。

圖的縱坐標表示電子信息設備輸入電壓波動值，100%表示額定電壓，橫坐標表示時間。從圖中可以看出：斷電持續(xù)時間不大于10ms，電壓波動不超過圖中曲線范圍時，電子信息設備都能夠正常運行。這是電子信息設備的生產標準，這與數(shù)據(jù)中心的等級無關，因此新版《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》取消了根據(jù)不同等級的數(shù)據(jù)中心對斷電持續(xù)時間有不同要求的規(guī)定，各級數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一要求電子信息設備斷電持續(xù)時間不大于10ms。

為了滿足電子信息設備斷電持續(xù)時間不大于10ms的要求，目前的技術主要是采用UPS供電，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》附錄A給出了各級數(shù)據(jù)中心UPS配置的基本要求，見表3。

表1《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》規(guī)定的電子信息設備允許斷電持續(xù)時間

表2《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》規(guī)定的電子信息設備允許斷電持續(xù)時間

圖1 CBMEA要求電子信息設備達到的技術要求

表3 各級數(shù)據(jù)中心UPS配置的基本要求

2 主機房空氣粒子濃度

這個指標是保證電子信息設備安全運行的重要指標，主機房空氣含塵粒子濃度過大，將造成電路板短路，造成電子信息設備故障，信息數(shù)據(jù)丟失。關于主機房的空氣粒子濃度，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB50174-2017與原《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008有一點不同。

《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008第5.1.2條規(guī)定：A級和B級主機房的空氣含塵濃度，在靜態(tài)條件下測試，每升空氣中大于或等于0.5μm的塵粒數(shù)應少于18000粒。

《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB50174-2017第5.1.2條是這樣規(guī)定的：主機房的空氣粒子濃度，在靜態(tài)或動態(tài)條件下測試，每立方米空氣中粒徑大于或等于0.5μm的懸浮粒子數(shù)應少于17，600，000 粒。

靜態(tài)：主機房的空調系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，室內溫度和露點溫度達到電子信息設備的運行要求，但電子信息設備未運行。

動態(tài)：主機房的空調系統(tǒng)和電子信息設備處于正常運行狀態(tài)，室內有相關人員在場的情況（相關人員主要是指檢測人員）。

2.1 增加“動態(tài)”時的空氣粒子濃度要求

《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》只規(guī)定了在靜態(tài)條件下的空氣粒子濃度，即側重于工程竣工前對空氣粒子濃度的檢測，未考慮數(shù)據(jù)中心運維檢測。實際上，數(shù)據(jù)中心在日常運行過程中也需要對空氣粒子濃度進行定期檢測，保障電子信息設備正常運行。故《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》增加了在“動態(tài)”條件下測試空氣粒子濃度的要求。

2.2 空氣懸浮粒子數(shù)值有調整

《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》將主機房每立方米空氣中粒徑大于或等于 0.5μm 的懸浮粒子數(shù)從 18，000，000粒（每升空氣18000粒）調整為17，600，000粒。主要原因是為了符合國家規(guī)范和國際標準有關潔凈度等級劃分的要求。關于空氣潔凈度等級劃分，國家規(guī)范《潔凈廠房設計規(guī)范》GB50073等效采用國際標準《潔凈室及相關被控環(huán)境——第一部分，空氣潔凈度的分級》ISO14644-1。該標準將空氣潔凈度劃分為9個等級，每個等級之間再按公式（1）劃分為10個精確等級。

式中：Cn——大于或等于要求粒徑的粒子最大允許濃度（粒/m3），以四舍五入至近似的整數(shù)，有效位數(shù)不超過三位數(shù)；

N——潔凈度等級；

D——要求的粒徑（μm）

0.1 ——常數(shù)（μm）

《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》要求主機房每立方米空氣中粒徑大于或等于0.5μm的懸浮粒子數(shù)少于17，600，000粒，這個要求是介于《潔凈廠房設計規(guī)范》規(guī)定的空氣潔凈度8級和9級之間，表4是根據(jù)公式（1）計算得出的8級和9級之間的潔凈度等級表。

從表中可以看出：17600000粒對應8.7級，而18000000粒在8.7～8.8級之間，無直接對應的等級。按照標準數(shù)據(jù)規(guī)范化的要求，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》將主機房空氣中懸浮粒子數(shù)調整為 17，600，000 粒，即 8.7 級。

表4 空氣潔凈度8級和9級之間的潔凈度等級表

3 結語

規(guī)范是經(jīng)驗的總結，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》中規(guī)定的技術指標都是來自于實踐，實踐——總結——再實踐。隨著數(shù)據(jù)中心相關技術的發(fā)展，未來各項指標會有所調整，規(guī)范也會隨之修編，以滿足數(shù)據(jù)中心的建設需要。